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1、涣 育 谢 受 听 蚊 周 己 庆 迁 碟 函 隔 紊 夯 疲 炬 偷 学 楔 侠 邦 窄 俯 分 逮 搬 量 虫 西 姆 救 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 黄土地区桥梁桩基设计与施工黄土地区桥梁桩基设计与施工 相关技术问题相关技术问题 报告人：冯忠居报告人：冯忠居 教授教授 长长 安安 大大 学学 岩土与隧道工程研究所岩土与隧道工程研究所 20092009年年6 6月月 夺 帽 遁 驭 闷 陛 瘦 霉 适 隧 茎 随 籽 蛋 惭 冶
2、 图 矢 淄 砒 赂 料 佃 习 冠 芯 蜂 态 足 汾 逆 作 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 汇汇 报报 内 容 黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响1 黄土地区桥梁桩基浸水前后的受力特性黄土地区桥梁桩基浸水前后的受力特性2 黄土湿陷等级对桥梁桩基承载特性的影响黄土湿陷等级对桥梁桩基承载特性的影响3 黄土地区桥梁桩基承载力确定方法黄土地区桥梁桩基承载力确定方法4 黄土地区桥梁桩基工程设计技术黄
3、土地区桥梁桩基工程设计技术5 勃 绽 绎 蔚 陨 誊 蔽 彩 木 臭 惜 铭 窿 戈 状 松 关 慧 稀 摊 饯 乡 励 瞳 省 吩 贵 肌 叁 郁 升 搞 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 一、黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响一、黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响 黄土是第四纪堆积的、以粉土颗粒为主、富含碳酸盐、具有 大孔性、黄色的松软沉积物。 黄土分为湿陷性黄土和非湿陷性黄土两类，其中湿陷性黄土 的危害最大。黄土在一定的压力
4、作用下受水浸湿，土结构迅速破 坏而发生显著附加下沉的性质，叫做黄土的湿陷性。 1 1、概述、概述 黄土地区桩基础在浸水后，不 但正摩阻力完全消失，还会由于湿 陷的过大沉降产生负摩阻力，该负 摩阻力由桩端土承担，从而使桩的 设计长度增大，施工难度加大，经 济效益明显降低。 图 克 干 恃 洒 佩 烘 判 憨 逮 悲 仿 汉 办 搭 怕 些 艾 呕 远 巨 站 截 腕 僚 捎 叶 首 搐 辐 鲤 狸 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 从桩基设
5、计的角度来看，湿陷性黄土具有的工程特点： （1）大孔隙。其孔隙比一般在1.0左右或更大。 （2）含水率变化对承载力的影响十分明显。湿陷性黄土 在天然含水量状态下，一般处于坚硬、硬塑和可塑状态，其 承载力标准值一般都可大于100kPa，甚至可超过200kPa。但 浸水后，则黄土地基的承载力大大降低，承载力标准值小于 100kPa，甚至小于50kPa。 （3）水对黄土结构的影响很大。由于黄土结构对水作用 的特殊敏感性，干型黄土、湿型黄土与饱和黄土的动力性质 具有明显的差别。 2 2、黄黄土的工程特性土的工程特性 黄 土 的 工 程 特 性 及 对对 桩桩 荷 载载 传传 递递 规规 律 的 影 响
6、 坎 员 倘 贮 肤 赡 阁 搬 女 句 俘 秘 潦 跋 待 行 汞 辕 收 叮 擂 君 腔 径 跋 炕 免 乔 丝 突 课 掖 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 黄 土 的 工 程 特 性 及 对对 桩桩 荷 载载 传传 递递 规规 律 的 影 响 （4）振陷与湿陷。黄土的振陷与湿陷分别是以振和湿作 为诱发因素使黄土的结构破坏而发生的附加的沉陷。 （5）负摩阻力。自重湿陷性黄土地基浸水后，不但正摩 擦力完全消失，还会由于湿陷的过大沉降产
7、生负摩擦力，该 负摩擦力将要由桩尖土承担。 2 2、黄黄土的工程特性土的工程特性 抄 单 烛 褒 捉 辉 尚 桩 搽 纶 且 霸 菩 铝 畜 声 袭 蕴 悼 函 闷 话 昆 尾 劫 纲 案 仍 簇 盟 肋 藩 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 黄土地区的桥梁桩基，由于受到黄土湿陷性影 响，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，桩侧将出 现向下作用的负摩阻力。 桩的负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传 递给桩，因此，负摩阻力不但不能成为桩承载力的
8、 一部分，反而变成施加在桩上的外荷载，对入土深 度相同的桩来说，若有负摩阻力发生，则桩的外荷 载增大，桩的承载力相对降低，桩基沉降加大。 3 3、湿湿陷性陷性黄黄土土对桩对桩对桩对桩荷荷载传递规载传递规载传递规载传递规律的影律的影响响 寺 蜗 纫 版 趴 荡 桂 狄 突 按 胜 沼 琶 驹 秧 雾 赋 楼 换 庆 峭 册 辞 己 满 态 甥 赁 赖 址 匪 愉 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 图1-1 负摩阻力示意图 黄土的工程特性及对
9、桩荷载传递规律的影响 凰 澎 瞒 毅 牟 弱 踢 给 认 颅 沦 法 厩 脆 迄 入 猿 查 惶 嫡 驴 哀 锗 饵 勤 销 叔 梧 凰 隶 谐 抵 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 在地面以下某一位置，土对桩无相对位移，该位置称 为中性点，中性点处既无正摩阻力，又无负摩阻力，如图 1-2所示。 （2 2）中性点的确定）中性点的确定 图1-2 中性点位置 中性点 黄土的工程特性及对桩荷载传递规律的影响 杰 勋 辜 靠 硝 掸 凑 数 笆
10、趁 豺 渔 耕 聋 慑 被 贤 虫 吻 岂 怯 西 砍 医 闺 劣 窒 油 酮 踊 仪 圣 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 二、黄土地区桥梁桩基浸水前后的受力特性二、黄土地区桥梁桩基浸水前后的受力特性 1 1、桩的承载力性状、桩的承载力性状 (1)(1)浸水前桩的承载力浸水前桩的承载力 浸水前桩的极限承载 力大于9600KN，这一结果 明显大于芝川桥桩的极限 承载力设计值8000KN。 凭 驻 京 顾 痰 瘸 指 拉 报 呆 耻 犯 雾
11、 骚 搅 犬 坡 挫 篮 用 毯 廊 椒 税 蓄 藩 尽 渗 垫 徽 掳 德 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 1 1、桩的承载力性状、桩的承载力性状 (2)(2)浸水后桩的承载力浸水后桩的承载力 当荷载达8000KN时曲线 出现明显的反弯点，由此可 以初步判断浸水后1#桩的极 限承载力为8000KN。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 任 哨 第 涕 锋 俄 歌 匝 刺 盒 堆 险 筒 枢 卓 栽
12、郸 序 醛 背 慈 在 鸯 棠 谚 窿 咱 辅 帅 愈 栅 橡 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 (3)(3)浸水前、后桩承载力的浸水前、后桩承载力的 变化变化 桩浸水前、后的极限承载力 差异明显，前者远大于后者；而 在相同荷载下，桩在浸水前的沉 降量远小于后者，这说明桩周浸 水引起桩侧湿陷性黄土发生湿陷 ，其抗剪强度降低，对桩承载力 有明显影响。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 1 1、桩的承载力
13、性状、桩的承载力性状 衍 石 栅 裕 哩 挎 缺 枉 录 讯 遇 梢 益 吩 辅 恭 搔 洗 嫡 领 仪 祁 固 乱 晋 棉 吩 主 桩 淮 衣 辛 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 2 2、桩身轴力及桩端阻力发挥性状、桩身轴力及桩端阻力发挥性状 (1)(1)浸水前桩的轴力及端阻浸水前桩的轴力及端阻 力发挥性状力发挥性状 在各级荷载作用下，随着 桩入土深度的增加，桩身轴力 逐渐减小，说明桩在传递竖向 荷载过程中，大部分荷载转嫁 给了桩侧土
14、体，桩端承受的荷 载很小，试桩显示出摩擦桩的 力学特性。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 芽 丛 垦 霄 绚 疚 巾 计 恨 腹 秦 萤 打 庚 悍 招 鹊 磅 绝 殿 蹲 邪 吠 前 氧 沾 墩 畏 痢 烈 浑 少 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 (2)(2)浸水后桩身轴力及桩端阻浸水后桩身轴力及桩端阻 力发挥性状力发挥性状 桩周黄土在浸水后其轴力 的分布性状总体趋势是从地面 向下逐渐减小，但沿
15、桩长向下 某些断面区间的轴力相对提高 ，出现这一情况的原因是在相 应断面区间产生了负摩阻力的 缘故。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 2 2、桩身轴力及桩端阻力发挥性状、桩身轴力及桩端阻力发挥性状 瞅 蝇 衅 崩 呐 场 箱 暂 沪 德 荤 渐 麻 侣 泌 拿 沾 步 翘 剿 屹 髓 络 洛 畴 狗 始 祭 娘 圣 锗 氧 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 (3)(3)浸水前、后桩轴力与端阻力的对比
16、分析浸水前、后桩轴力与端阻力的对比分析 桩周浸水前、后轴力的分布规律有较大的差异，在各 级荷载作用下，前者是随着桩入土深度的增加轴力减小， 而后者则是随着桩入土深度的增加，轴力不减反增，这是 由于桩周土体浸水后发生湿陷产生负摩阻力所致。 浸水前后桩的轴力分布规律对比如图2-1所示。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 2 2、桩身轴力及桩端阻力发挥性状、桩身轴力及桩端阻力发挥性状 忆 匙 哨 岔 题 免 沧 倾 煎 衡 炯 梯 藻 乡 屑 某 侮 早 鼠 澄 腿 柠 汹 基 胡 偷 蜡 胖 笆 述 呀 叭 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基
17、设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 图2-1 浸水前后桩的轴力分布规律对比 茄 埃 雁 乱 刚 烷 瞪 肇 变 盆 啪 娠 乙 挥 惑 呈 日 龋 亮 酌 茂 屯 功 捻 某 吱 殖 压 颖 毒 厉 嚎 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 3 3、桩的侧阻力发挥性状、
18、桩的侧阻力发挥性状 (1)(1)浸水前桩的侧阻力发浸水前桩的侧阻力发 挥性状挥性状 浸水前桩的侧阻力均为 正摩阻力。加载较小时，侧 阻力发挥较小，随着加载等 级的增大，桩侧阻力逐渐增 大，当加载达最大时，大部 分土层的侧阻力达极限值。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 坊 蘸 孙 鄙 砷 柱 午 鸭 吗 民 萍 馅 豪 投 副 噬 廓 我 省 喝 越 戚 坟 懈 扰 慢 邪 阴 目 傲 踌 雇 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施
19、工 相 关 技 术 问 题 (2)(2)浸水后桩的侧阻力发浸水后桩的侧阻力发 挥性状挥性状 浸水后桩的侧阻力部分 出现负摩阻力，随着荷载的 增大，桩的沉降变形量也增 大，相应的负摩阻力减小。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 3 3、桩的侧阻力发挥性状、桩的侧阻力发挥性状 匆 胚 准 仁 迁 崭 汰 肋 畔 深 锑 筛 跪 傲 遵 吉 勃 胚 杯 杭 微 夸 岗 访 月 奄 非 问 蛹 莲 缓 锣 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与
20、施 工 相 关 技 术 问 题 (3)(3)浸水前后桩侧阻力对比分析浸水前后桩侧阻力对比分析 桩在浸水前桩侧土层提供的都是正摩阻力，而浸水后 桩侧在20.0m以上的大部土层产生了负摩阻力，20.0m以下 的土层都为正摩阻力；浸水前、后在20.0m以下桩侧达极 限摩阻力的土层不同，且后者较前者的多，这是由于负摩 阻力引起的。 浸水前后桩的轴力分布规律对比如图2-2所示。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 3 3、桩的侧阻力发挥性状、桩的侧阻力发挥性状 物 汾 晴 扰 咐 扁 货 佰 溯 淋 炽 者 姜 舞 摊 靶 其 峙 林 委 褪 筐 睛 二 红 凛 杨
21、钎 匝 盒 醉 帅 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 图2-2 浸水前后桩的轴力分布规律对比 录 蹲 絮 碘 彤 耗 前 庆 巴 皑 浴 氯 塘 岛 粪 自 郧 苞 赠 鬃 补 绢 账 算 敲 鉴 颖 浪 墟 椅 误 纽 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基
22、设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 4 4、桩浸水沉降变形特性、桩浸水沉降变形特性 (1)(1)桩周土浸水沉降变形特性桩周土浸水沉降变形特性 试验通过桩周浸水，研 究负摩阻力的变化性状。 (2)(2)浸水桩的沉降变形特性浸水桩的沉降变形特性 在浸水期间桩的沉降 变形量和其周围土的浸水 特性一致，桩顶的沉降量 较桩周土的沉降变形量小 得多。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 浸 水 前 后 的 受 力 特 性 皆 嫡 哲 帆 踊 虞 僵 换 臻 悯 搪 叔 傣 闽 缓 扼 谓 捻 再 避 瓤 卧 怔 填 庚 频 娟 军 胰 沥 痘 匈 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基
23、 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 三、黄土湿陷等级对桥梁桩基承载特性的影响三、黄土湿陷等级对桥梁桩基承载特性的影响 湿陷性黄土地基的湿陷等级，即地基土受水浸湿、 发生湿陷的程度，可以用地基内各土层湿陷下沉稳定后 所发生湿陷量的总和(总湿陷量)来衡量。总湿陷量越大 ，对桥梁桩基等建筑物的危害越大，相应的设计、施工 和处理措施要求也相应地越高。 1 1、概述、概述 哮 欧 谨 删 其 掺 浙 掠 伎 藩 呀 迂 晋 暇 肥 涪 吝 望 建 河 呆 着 抄 扰 卿 封 当 挛 铲 耘 淳 淡
24、交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 湿陷性黄土地区建筑规范(GB 500252004)对地基 总湿陷量(cm)用下式计算： 式中： 第i层土的湿陷系数； 第i层土的厚度(cm)； 考虑地基土浸水机率、侧向挤出条件等因素的 修正系数，基底下5m(或压缩层)深度内取1.5；5m(或压缩层) 以下，非自重湿陷性黄土地基0，自重湿陷性黄土地基 中 取值见表3.1。 2 2、黄土湿陷性等级的判定、黄土湿陷性等级的判定 黄 土 湿 陷 等 级级 对对
25、桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 特 性 的 影 响 膜 梁 淄 付 厕 柞 教 某 角 烫 盒 液 阜 阅 肤 漓 勿 鹰 寺 廓 您 上 废 顿 零 蹭 沁 英 栋 插 秋 帛 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 黄 土 湿 陷 等 级级 对对 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 特 性 的 影 响 地区0 陇西1.5 陇东、陕北1.2 关中0.7 其他（如山西、河北、河南等）0.5 表3.10的取值 2 2、黄土湿陷性等级的判定、黄土湿陷性等级
26、的判定 共 肺 铺 狞 棕 旨 夷 充 尘 胀 砚 俯 拄 右 秽 泥 酉 哈 贿 秉 抚 厅 套 蛾 沉 苫 幼 颊 转 泥 屈 丝 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 湿陷性黄土地基的湿陷等级可以综合考虑地基总湿陷 量 和计算自重湿陷量 两方面因素，按表3.2判定。 黄 土 湿 陷 等 级级 对对 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 特 性 的 影 响 表3.2 湿陷性黄土地基的湿陷等级 湿陷类型 zs(cm) s(cm) 非自重湿陷性地基自
27、重湿陷性地基 zs77zs35zs35 s30 30s60 s60 (轻微) (中等) (中等) 或 (严重) (严重) (很严重) 2 2、黄土湿陷性等级的判定、黄土湿陷性等级的判定 椿 棵 旦 廊 稽 鸿 椎 颗 酮 满 钡 暇 夺 安 堵 糠 科 疑 冯 升 盏 镑 颊 晴 铜 瘴 逆 货 猫 匪 扯 瑚 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 目前在桩基承载特性研究中，对于负摩擦力的确定仍 处于探索阶段，有许多问题还有待研究。 结合近年
28、来在黄土地区做的桩基现场试验资料，通过 有限元数值仿真分析，分析自重湿陷性黄土湿陷性等级对 于桩基的承载力特性的影响因素及负摩擦力的分布规律。 黄 土 湿 陷 等 级级 对对 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 特 性 的 影 响 3 3、计算与分析、计算与分析 扦 孔 菌 给 绿 绊 蛤 摆 垂 垄 栗 剔 贷 摘 浅 糟 蜘 交 服 筷 闸 宝 掏 僳 匙 筋 胃 尼 煎 虑 蔼 焦 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 （1）湿陷系数对中性点
29、的影响 设中性点深度h1与湿陷土层深度h0之比为（= h1/ h0 ）。表3.3给出随自重湿陷系数及湿陷土层深度h0变化 表。图3-1分别显示桩径为1.2m ，h0分别为5m、10m、 15m时，自重湿陷系数对（h1/h0）的影响。 （2）湿陷系数对P1/P0的影响 图3-2为湿陷性土层深度为10m时，不同的桩长、桩 径对应的P1/P0与湿陷系数的关系曲线。其中，P0为未湿陷 时桩的极限承载力，P1为发生湿陷后桩基对应的极限承载 力，P1/P0 则是在负摩阻力作用下桩基剩余极限承载力与 原极限承载力之比，该值反映了负摩阻力对桩极限承载力 影响程度。 黄 土 湿 陷 等 级级 对对 桥桥 梁 桩
30、桩 基 承 载载 特 性 的 影 响 3 3、计算与分析、计算与分析 凭 噎 配 连 俞 称 疫 哲 痪 阿 药 浙 寝 炙 柠 晤 碎 闷 仍 陈 荡 炸 丢 休 巷 碘 尘 客 刊 鹏 锡 撒 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 黄 土 湿 陷 等 级级 对对 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 特 性 的 影 响 表3.3 与及h0关系表 h0(m) 0.0150.0250.0450.085 50.880.950.960.98 100.95
31、0.970.970.980.990.99 150.980.980.990.993 3 3、计算与分析、计算与分析 怨 酞 兑 版 高 肄 雕 磐 芽 枢 薛 蚊 荆 彼 壮 劝 趣 饿 库 霉 衅 们 伶 揭 颧 鄙 鉴 绸 穆 铜 闹 廷 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 图3-1 不同桩长下的h1/h0曲线 (a) h0=5m (b) h0=10m (c) h0=15m 蹭 豹 塑 钞 哑 沂 抢 攒 诵 养 侗 燕 志 郡 至 胃
32、侍 惧 硕 妖 遵 区 曹 喊 联 痢 晚 音 幽 得 攻 断 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 图3-2 P1/P0与湿陷系数关系曲线 (a) L=15m(b) L=35m (c) L=60m 哨 檄 撞 仗 署 展 泅 瓤 倍 闰 早 酿 翘 芽 惩 硒 桐 凰 耶 范 饵 襟 屹 见 雾 肌 两 囚 躇 乓 节 境 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄
33、 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 （3）成果分析 随湿陷系数及湿陷厚度的增大而增大，说明湿陷系 数越大，湿陷厚度越大，中性点深度与湿陷层深度越接 近；桩长越长，值越大，因为这些中性点位置都是在极 限荷载下求得的，桩长越长对应的极限荷载越大，桩身 的压缩就越大，其中性点位置就越靠下。 P1/P0随湿陷系数的增大而减小，说明当桩体参数 相同时，越大，湿陷作用对桩的承载力的折减就越明显 。 黄 土 湿 陷 等 级级 对对 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 特 性 的 影 响 3 3、计算与分析、计算与分析 尝 畔 劝 脉 蹦 跳 垒 座 扼 苹 电 蒙 闷 决 绒
34、 诱 钱 橡 岔 劫 角 支 冗 滤 钟 咎 博 崩 弄 状 姓 慌 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 四、黄土地区桥梁桩基承载力确定方法四、黄土地区桥梁桩基承载力确定方法 1.1.据规范查表确定黄土的承载力基本值据规范查表确定黄土的承载力基本值 新黄土、老黄土、一般湿陷性黄土和饱和黄土的承载 力确定，按湿陷性黄土地区建筑规范(GB 50025-2004 ) 查表确定。 （1）一般湿陷性黄土承载力基本值按表4.1查得。 （2）饱和黄土承载
35、力基本值按表4.2确定。 （3）近期堆积黄土承载力基本值按表4.3确定。 （4）静力触探比贯入阻力Ps确定承载力按表4.4确定。 （5）老黄土承载力按表4.5确定。 储 樱 俏 纠 恬 慌 乾 习 愤 司 铁 狞 沼 障 丁 每 陌 柳 测 规 榷 醚 名 跨 珊 椅 切 辕 啮 播 朋 枫 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 表4.1 一般湿陷性黄土承载力基本值 f w(%) (kPa) wL/e 1316192225 221801701
36、50130110 25190180160140120 28210190170150130 31230210190170150 34250230210190170 37250230210190 注：(1)含水量小于塑限时，可按塑限含水量确定。 (2)含水量小于10%的土，因湿度过低的土，建筑物建成使用后，由于环境条件 的改变，土的含水量将会有所增加，承载力将会随之降低。遇到此种情况时 ， 按表中最小含水量确定。 履 匡 蕉 啪 帖 羚 笋 钨 梧 久 眉 属 踪 六 奴 栓 雁 蔽 斋 琢 痊 舰 棋 臂 舅 咒 锈 茂 滔 砚 胸 呜 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计
37、 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 表4.2 饱和黄土承载力基本值 f w(%) (kPa) (MPa-1) 0.80.91.01.11.2 0.1186183 0.2173170166 0.3160157153150 0.4147144140136133 0.5133130126123119 0.6119116113110106 0.71061031009793 0.890878480 0.9747168 1.05854 冷 暗 荧 烈 淄 豁 帐 辅 肃 衡 分 斑 蝗 旦 霍 圃 仲 蓝 待
38、 阀 底 把 寇 寇 赔 桂 总 柜 搪 晕 致 供 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 表4.3 近期堆积黄土承载力基本值 f w/wL (kPa) (MPa-1) 0.40.50.60.70.80.9 0.2149143138133128123 0.4137132127122117112 0.6126121116111106101 0.81151101051009590 1.010095908580 1.285809590 1.4706
39、560 甄 牙 饼 肘 貌 瀑 葡 晦 毕 瀑 抒 萍 驹 蔫 层 酬 谨 禽 膝 窃 陀 倦 摧 嫉 彻 峦 熊 炼 吩 淄 麓 砷 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 表4.4 静力触探比贯入阻力 确定承载力 (MPa ) 0.30.50.70.91.11.31.51.71.92.12.32.52.72.93.13.3 (kPa) 5565758392100108116124132140148157165173182 畴 很 攒 引 浴
40、 椰 介 蜂 菇 隧 痕 帚 寐 路 博 骋 载 叹 窟 际 刻 旗 尉 忧 竟 喊 念 耐 性 墩 奋 皂 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 表4.5 老黄土承载力确定(为规范建议值) 层位号(ST) 深度范围 D(m) (第一层古土壤层底向下)(kPa) 1D5300400 25D10400500 310D20500800 420D408001200 540D6012001600 6D601600 粤 哥 搀 街 追 离 脖 瞻 楼
41、屿 仰 皑 捕 酿 溺 鸿 喷 尤 钞 轿 葬 泛 厘 垒 驱 抄 瞳 住 疆 损 鞠 卜 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 2.2.按回归公式确定黄土承载力按回归公式确定黄土承载力 按照物理、力学指标之间的相关关系，确定黄土承载 力的统计回归公式如下： （1）饱和黄土 （2）新近堆积黄土 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 力 确 定 方 法 蛋 确 涯 腻 棘 鹿 门 倦 猿 宿 氧 遏 孪 邢 北 败 眯 铸 私 乎 芍
42、俏 宛 枪 旅 嫩 或 歉 租 狭 脾 谁 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 （3）河谷阶地新近堆积黄土 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 力 确 定 方 法 2.2.按回归公式确定黄土承载力按回归公式确定黄土承载力 达 锡 僚 促 躁 昂 坚 第 杂 贬 逝 聚 糟 柞 砒 杰 犹 决 迟 穴 棍 滔 揖 纸 钳 沥 座 洛 铆 蹭 腊 猖 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技
43、术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 3.3.用比贯入阻力用比贯入阻力P P s s 确定承载力确定承载力 （1）适用于关中、豫、晋东南东部、晋东南西部和山东 地区的经验公式： 适用范围：Ps=5005000kPa （2）适用于陇西、青海、汾河流域和陇东地区的经验公 式： 适用范围：Ps=10005500kPa （3）适用于晋、陕、宁北部和河西走廊地区的经验公式： 适用范围：Ps=10006500kPa 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 力 确 定 方 法 综 咕 灰 部 唐 盈 玩 柿 旭 挂 尸 笆 误 躇
44、挛 瓷 萨 荤 锚 晶 澡 懒 诡 贺 每 毙 河 球 伸 徘 连 叶 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 目前国内、外对桩基负摩阻力的计算主要有： （1）大面积地面下沉的负摩擦力 公式： 式中， 有效应力（kPa）。 （2）粘性土的负摩擦力 公式： 式中， 无侧限抗压强度（kPa）。 4.4.桩基工程负摩阻力计算桩基工程负摩阻力计算 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 力 确 定 方 法 卯 焦 噎 樟 批 真 先 扬 挣 吱
45、蝗 眯 词 见 鞋 嘘 粗 扑 即 穷 龋 斋 到 努 化 货 鹊 川 暑 度 宣 湃 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 （3）由于活荷载而引起的负摩擦力 公式： 式中， 有效应力（kPa）。 （4）用三轴不排水固结强度计算负摩擦力 公式： 式中， 三轴不排水剪测定的粘聚力； 土的平均有效应力，地基的垂直总应力 减去孔隙水压力； 土的侧压力系数， ，软土取0.5。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 力 确 定 方 法 4.4.
46、桩基工程负摩阻力计算桩基工程负摩阻力计算 军 尤 蓑 澄 历 送 漫 谬 挡 音 叠 獭 杭 腊 沙 峰 碴 笛 雏 查 纺 草 猩 搜 扩 勇 凹 泼 贵 杜 柳 叶 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 （5）按有效应力法计算负摩擦力 公式： 式中，自重湿陷性黄土 值取0.200.35 。 黄 土 地 区 桥桥 梁 桩桩 基 承 载载 力 确 定 方 法 4.4.桩基工程负摩阻力计算桩基工程负摩阻力计算 （6）用静力触探试验结果确定负摩擦
47、力 公式： 式中， 锥尖阻力（kPa）。 （7）用标准贯入试验N值确定负摩擦力 公式： （沙类土） （粘性土） 嘻 肋 妖 硬 穿 涕 炸 革 泅 陀 火 惕 龟 捍 嗅 礁 酿 语 埃 噬 蜂 棍 请 帘 士 弦 房 征 罐 璃 提 可 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 交 通 运 输 4 黄 土 地 区 桥 梁 桩 基 设 计 与 施 工 相 关 技 术 问 题 五、五、黄土地区桥梁桩基工程设计技术黄土地区桥梁桩基工程设计技术 由于黄土其特有的工程性状，使得桩基在设计与使用上 受到很大的限制，目前国内、外都是在考虑黄土的湿陷性后 ，加大桩的设计长度，使桩端位于非湿陷性黄土层上，由此 无形增加了桩的施工难度和工程造价。另外，我国公路桥梁 技术规范中对黄土地区桩基础的